内容正文:
【飞哥初高物理】
不要问自己会不会,多问自己做不做!
第9讲 物体沉浮判断
知识点一:物体的沉与浮
当实心物体完全浸没在液体中时:
浮沉状况
物理现象
运动状态
条件
物液密度关系
V排与V物的关系
浮
上浮
在液体中向上运动
向上运动
漂浮
浮在液面上
静止在液面上
悬
悬浮
停留在液体中任何深度的地方
静止在液体中
沉
下沉
在液体中向下运动
向下运动
沉底
停留在容器底部
静止在容器底部
知识点二:物体浮沉条件的应用
从浮力利用的角度看,采用“空心”的办法可以增加可利用的浮力。即使现代化的轮船,也采用的是这种古老的办法。
1.轮船
①轮船浮于水面,它们受到的浮力等于船的总重。
②轮船浮力的大小通常用排水量来表示,排水量是指轮船满载时排开的水的质量,根据漂浮条件知,排水量=船自身的质量+满载时货物的质量。
2.潜水艇
潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的,潜水艇为了实现升降,必须使浮力大小不等于重力,潜水艇在水下时,由于艇壳不能任意改变,因此浮力是不变的,要想控制上浮、下沉就只有改变自重,潜水艇两侧都有水舱,与高压气舱相连,高压气体能将水从水舱内排出,减小潜水艇重力,当其小于浮力时潜水艇就上浮;当浮力大小等于重力,潜水艇可在水中任一位置保持静止,即悬浮;关闭高压气舱使进水口打开,在水压作用下水舱进水,自重增大到大于浮力时,潜水艇开始下沉。
3.气球和飞艇
气球和飞艇是漂浮在空中的,内部所充气体的密度必须小于空气的密度,一般充有氢气或氦气,充气时体积增大,浮力增大,当浮力增大到大于其重力时,气球和飞艇就上升;反之,排出一部分氢气或氦气时,气球和飞艇就下降,因此它们是通过改变体积来实现上升和下降的。
热气球是通过加热的方式使气球内气体热膨胀,从而减小气体的密度,因此热气球只要停止加热,气球体积就会缩小,浮力减小,降回地面。
题型一:浮力的利用
【例1】小明用如图所示装置模拟“潜水艇”的下潜过程。“潜水艇”在水中A位置时漂浮;当水舱中再充入一部分水时,“潜水艇”逐渐下沉,稳定后停留在水中B位置。关于此过程下列说法正确的是( )
A.“潜水艇”下潜过程中浮力变小
B.“潜水艇”下潜过程中浮力大于重力
C.“潜水艇”在A位置受到的浮力小于在B位置受到的浮力
D.“潜水艇”在A位置受到的重力等于在B位置受到的重力
[变式1]如图是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( )
A.图A中巨轮之所以能够浮在水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
B.图B中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
C.图C中液体的密度越大密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图D中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
[变式2]如图所示,潜水艇悬浮在水中时,下列说法错误的是( )
A.要使潜水艇下沉,应向水舱充水
B.要使潜水艇上浮,应从水舱向外排水
C.当潜水艇悬浮在水中时,潜水艇总重等于同体积的水重
D.潜水艇是靠改变自身重力和受到的浮力来实现浮沉的
题型二:物体沉浮条件的判断
【例2】如图所示,俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉,对此现象下列说法正确的是( )
A.西瓜漂浮时所受的浮力大于自身重力 B.李子下沉过程中受到的浮力大于重力
C.李子下沉过程中所受的浮力逐渐变小 D.西瓜所受的浮力大于李子所受的浮力
[变式1](多选)如图所示,三个完全相同的容器内装适量的水,在乙、丙容器内分别放入质量相等的长方体和小球,长方体漂浮在水面上,小球悬浮在水中,此时,甲、乙、丙三个容器内水面高度相同,下列说法正确的是( )
A.长方体和小球所受浮力一样大 B.甲容器中水对容器底的压力最大
C.如果向丙容器中加入酒精,小球将下沉 D.如果向乙容器中加入盐水,长方体受到的浮力变大
[变式2]一艘轮船从海里驶入河里,它受到的浮力大小___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),判断依据是___________;根据公式___________,可判断它排开液体的体积___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
[变式3]一个质量为500g的空心球放入水中悬浮,它受到的浮力为______N。若如图所示切成两块,则小球较大部分将______(选填“上浮”、“仍然悬浮”、或“下沉”)。
题型三:密度计原理的应用
【例3】(多选)如图,将一支用自制的简易密度计,先后放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止后竖直立在液体中,两液面相平,下列判断正确的是( )
A.密度计上a处的刻度数值比b处大
B.密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
C.